DE1652839A1 - Friction welding machine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Friktionsschweißgerät. The invention relates to an improved friction welding device.

Beim Friktionsschweißen werden die zu verbindenden Teile miteinander in Kontakt gebracht und in Drehung relativ zueinander versetzt, um durch Eeibung genügend Wärme zu erzeugen, so daß die Temperatur der Teile auf einen Wert erhöht wird, bei dem das Verschweißen erfolgt. Bei Erreichen dieses Zustands wird die Drehung angehalten und ein Schmiedepreßdruck wird aufgebracht, um die Verbindung zu vervollständigen.With friction welding, the parts to be joined are brought into contact with each other and rotated relative to each other in order to generate sufficient heat through friction, so that the temperature of the parts is increased to a value at which the welding takes place. When this state is reached rotation is stopped and forging pressure is applied to complete the joint.

In der Praxis wurde festgestellt, daß zur Erzielung einer guten Schweißqualität die Drehung fortgesetzt werden muß, bis eine bestimmte Metallmenge von den sich berührenden Teilen "weggebrannt" worden ist, Wenn andererseits die DrehungIn practice it has been found that to achieve a good weld quality the rotation must be continued until a certain amount of metal from the touching ones Share has been "burned away", if on the other hand the rotation

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zu lange fortgesetzt wird, wird die Menge des erzeugten Austriebs, die nachher aus dem Bereich der Schweißverbindung entfernt werden muß, zu groß.If this is continued for too long, the amount of sprout produced that is subsequently removed from the area of the welded joint is removed must be too big.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Steuerungsmittel zu schaffen,, durch, die die Abbrennmenge genau vorbestimmt werden kann.The invention is therefore based on the object of control means to create, by which precisely predetermined the amount to burn can be.

Zu diesem. Zweck ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die erste Mittel aufweist, die bei Verwendung im Betrieb ein erstes Signal erzeugen, das die Berührung der zu verschweißenden Teile oder den Beginn des Friktionsschweißens anzeigt, ferner eine Meßvorrichtung, die durch dieses Signal betätigt wird und die auf die Dauer des Abbrennens anspricht und ein zweites Signal erzeugt, das eine vorbestimmte Dauer des Abbrennens anzeigt, und schließlich Mittel, die auf das zweite Signal ansprechen, um weiteres Abbrennen zu begrenzen.To this. Purpose, a control device is provided which has first means that when used in operation generate a first signal that indicates the touch of the parts to be welded or the start of friction welding, furthermore a measuring device which is actuated by this signal and which responds to the duration of the burning and a second Generates a signal indicating a predetermined duration of burning, and finally means responsive to the second signal for limiting further burn-up.

Die ersten Mittel können jede beliebige Form aufweisen und können durch ein bereits vorhandenes Teil des Friktionsschweißgeräts gebildet werden. Beispielsweise kann das erste Signal eine Druckerhöhung sein, die in Druckzylindern des Friktionsschweißgeräts im Moment der Berührung zwischen den suThe first means can have any shape and can through an already existing part of the friction welding device are formed. For example, the first signal can be a pressure increase that occurs in the pressure cylinders of the Friction welding device at the moment of contact between the su

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verschweißenden Teilen auftritt. Das Signal kann ferner durch einen Quecksilber- oder einen anderen auf Beschleunigung ansprechenden Schalter erfolgen, der so angeordnet ist, daß er auf die im Moment des Zusammenstoßens der zu verschweißenden Teile stattfindenden Verzögerung anspricht. Das Signal kann auch durch Schließen eines elektrischen Kreises durch gegenseitige Berührung der zu verschweißenden Teile bewirkt werden. Außerdem kann das Signal von einem photoelektrischen Gerät ab- | geleitet werden, das so angeordnet ist, daß es die Berührung, der zu verschweißenden Teile oder das Vorhandensein einer anderen charakteristischen Bedingung im Bchweißverfahren feststellt. Ferner kann das Signal durch den zum Drehen des einen der zu verschweißenden Teile verwendeten Motor abgegeben werden und kann beispielsweise das Spitzendrehmoment des Motors sein, das unmittelbar nach Berührung während der Anfangsabriebphase auftritt, die kurz vor Beginn des Abbrennprozesses selbst eintritt. |welding parts occurs. The signal may also be responsive to acceleration by a mercury or other Switch done, which is arranged so that it is to be welded at the moment of collision Parts occurring delay responds. The signal can also by closing an electrical circuit through mutual Contact of the parts to be welded are effected. In addition, the signal can be sent from a photoelectric device be directed, which is arranged so that it is the touch, the parts to be welded or the presence of another characteristic condition in the welding process. Furthermore, the signal can be transmitted by the one to turn one of the The motor used to weld the parts to be welded can be, for example, the peak torque of the motor occurs immediately after contact during the initial abrasion phase, which occurs shortly before the start of the burning process itself. |

Das zweite-Signal kann von beliebiger Art sein, und die auf das zweite Signal ansprechenden Mittel können im Betrieb das Abschalten der Stromzufuhr zum Motor, das Betätigen von Bremsen zum Beenden der Drehung zwischen den zu verschweißenden Teilen und das Aufbringen von Schmiededruck bewirken.The second signal can be of any type, and the means responsive to the second signal can switch off the power supply to the motor, the actuation of during operation Effect brakes to stop rotation between the parts to be welded and the application of forging pressure.

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Eine einfache Form einer Meßvorrichtung, die leicht in vorhandene Maschinen eingebaut werden kann, ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt.A simple form of measuring device that is easy to use in Existing machines can be installed is shown in the single figure of the drawing.

Die Vorrichtung weist eine Grundplatte 10 auf, die am Maschinenfundament befestigt werden kann und die eine Anzahl mit Ausnehmungen versehener Ansätze 11 hat, in die Buchsen eingepaßt sind, in denen eine Stange 12 gleitet. Die Stange 12 ist - so angeordnet, daß sie parallel zur Bewegung des Kopfes der Friktionsschweißmaschine gleitet.The device comprises a base plate 10 which can be fastened to the machine foundation and which has a number of recessed lugs 11 into which bushings are fitted in which a rod 12 slides. The rod 12 is - arranged so as to slide parallel to the movement of the head of Friktionsschweißmaschine.

Die Stange 12 ist durch eine Feder 14 belastet, wodurch sie an einem Ende mit einem Mikrometer 13 in Berührung· steht, das am benachbarten Ansatz 11 befestigt ist. Ein Begrenzungsschalter 15 fluchtet mit dem entgegengesetzten Ende der Stange 12. Das Mikrometer 13 ist einstellbar, um die Breite des Spalts 16 zwischen dem Begrenzungsschalter 15 und dem benachbarten Ende cer Stange 12 zu bestimmen, wenn sich die Stange in Kontakt mit dem Mikrometertaster befindet.The rod 12 is loaded by a spring 14, whereby it is in contact at one end with a micrometer 13 which is attached to the adjacent extension 11. A limit switch 15 is aligned with the opposite end of the rod 12. The micrometer 13 is adjustable to the width of the Gap 16 between the limit switch 15 and the adjacent end of the rod 12 to determine when the rod is is in contact with the micrometer probe.

Die Meßvorrichtung weist ferner eine Klemme 17 auf, die am bewegbaren Kopf der Friktionsschweißmaschine befestigt ist. Die Klemme 17 kann sich entlang der Stange 12 frei bewegen und kann automatisch auf der Stange 12 festgeklemmt werden, um zuThe measuring device also has a clamp 17 which is attached to the movable head of the friction welding machine. The clamp 17 can move freely along the rod 12 and can be automatically clamped onto the rod 12 in order to

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bewirken, daß diese hin- und hergleitet. Das Festklemmen wird durch das erste Signal bewirkt, so daß die Stange nicht zu gleiten beginnt, bis der Schweißprozeß, begonnen hat.cause this to slide back and forth. The clamping is effected by the first signal so that the rod does not close sliding begins until the welding process has begun.

Selbstverständlich kann diese Wirkung nicht lediglich durch Befestigen der Stange am bewegbaren Kopf ,erzielt werden, da die Abmessungen der aus den Klemmen vorragenden Abschnitte der zu verschweißenden Teile wechseln.Of course, this effect cannot be achieved simply by attaching the rod to the movable head, since the dimensions of the portions of the parts to be welded that protrude from the clamps change.

Bei fortschreitendem Abbrennen bewegt sich die Stange 12 mit dem Kopf zusammen, bis nach einem durch die Breite des Spaltes 16 bestimmten Weg der Begrenzungsschalter 15 betätigt wird, wodurch er das zweite Signal abgibt ι das die Beendigung des Abbrennens bewirkt. Das Ausmaß des Abbrennens wird demnach durch die Breite des Spaltes 16 genau bestimmt. Durch Wahl des Maßes für die geringste länge des Abbrennens zur Sicherstellung eines guten Schweißergebnisses ist es möglich, Verschweißungen guter Qualität mit einem Minimum an Austrieb zu erzielen. As the burn progresses, the rod moves 12 with the head together until after one through the width of the Gap 16 certain path of the limit switch 15 is actuated is, whereby it emits the second signal ι the termination of burning caused. The extent of the burn-off is therefore precisely determined by the width of the gap 16. By choosing the Measure for the shortest length of burning to ensure With a good welding result, it is possible to achieve good quality welds with a minimum of blow-out.

Die Klemme 17 kann auf jede geeignete Weise betätigt werden, um die Stange 12 festzuhalten. Beispielsweise kann die Stange von einem durch einen Elektromagneten.pneumatisch oder . hydraulisch .betätigten Kolben oder durch magnetische Mittel erfaßt werden.The clamp 17 can be operated in any suitable manner to hold the rod 12 in place. For example, the Rod of one by an electromagnet. Pneumatic or. hydraulically .activated piston or by magnetic means can be detected.

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Bei einer anderen Äusführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß die Bewegung in der Meßvorrichtung in Drehrichtung statt geradlinig wie in der vorhergehenden Ausführungsform verläuft.In another embodiment, the arrangement is taken so that the movement in the measuring device in the direction of rotation instead of straight as in the previous embodiment runs.

Es sind natürlich noch viele andere 'Ausfübrungsformen der Vorrichtung möglich, bei allen ist es jedoch wesentlich, daß sie einen Wert einer Variablen, z.B. eines Abstands, wie in dem obigen Beispiel, wählen und ihn mit einem Wert der die Ausdehnung des Abbrennens bezeichnenden Variablen vergleichen können.There are of course many other 'forms of implementation of the device possible, but in all of them it is essential that it is a value of a variable, e.g. a distance, such as in the example above, choose and match it with a value equal to the Compare variables indicative of the extent of the burn can.

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Claims (1)

Patentansprüche :Patent claims: t. ifriktionsschweißgerät, gekennzeichnet durch eine Schweißsteuerungsvorrichtung, die erste Mittel zur Erzeugung eines ersten Signals aufweist, das die Berührung der zu verschweißenden Teile miteinander oder den Beginn, des Friktionsschweißens anzeigt, ferner eine Meßvorrichtung, die durch
dieses Signal automatisch betätigbar ist und die geeignet ist, auf das Maß des Abbrennens anzusprechen und ein zweites, ein | vorbestimmtes Maß des Ähbreimens bezeichnendes Signal- abzugeben, und schließlich auf das zweite Signal ansprechende Mittel zum Begrenzen des weiteren Abbrennens,,t. Friction welding device, characterized by a welding control device which has first means for generating a first signal which indicates the contact of the parts to be welded with one another or the beginning of the friction welding, furthermore a measuring device, which by
this signal can be activated automatically and is suitable for responding to the degree of burning and a second, a | a predetermined amount of the signal to be emitted, and finally to the second signal responsive means for limiting the further burning, 2« Eriktionsschweißgerät nach Anspruch Ty dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal eine in Druckzvlindern des Friktionssehweißgeräts im Augenblick des Eontakts zwischen den zu verschweißenden Teilen auftretender Druckanstieg ist.2 «Eriktionsschweißgerät according to claim Ty, characterized in that the first signal a pressure in the Friction welding device at the moment of contact between the is the pressure increase that occurs to the parts to be welded. .^: ■..:■■' ■■-.■ ■■ ■ ■■■ -■■■.■. '· ■ -I. ^: ■ ..: ■■ ' ■■ -. ■ ■■ ■ ■■■ - ■■■. ■. '· ■ -I 3- Friktionsschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal durch Betätigen eines Quecksilbers chalters oder eines anderen auf Beschleunigung ansprechenden Schalters erzeugbar ist, der geeignet ist, auf die im Augenblick des Zusammenstoßens der zu verschweißenden Teile auftretende Verzögerung anzusprechen.3- friction welding device according to claim 1, characterized in that that the first signal by pressing a mercury switch or another switch responsive to acceleration can be generated, which is suitable for the im Address the delay occurring at the moment of the collision of the parts to be welded. -8--8th- 4. Friktionsschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal durch Schließen eines elektrischen Kreises bei gegenseitiger Berührung der zu verschweißenden Teile erzeugbar ist. 4. Friction welding device according to claim 1, characterized in that that the first signal can be generated by closing an electrical circuit when the parts to be welded touch each other. 5. Friktionsschweißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß das erste Signal von einer photoelektrischen Vorrichtung zum Feststellen des Kontakts der zu verschweißenden Teile erzeugbar ist.5. Friction welding device according to claim 1, characterized in that, that the first signal from a photoelectric device for detecting the contact of the to be welded Parts can be generated. 6. Friktionsschweißgerät nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal von dem zum Drehen des einen der zu verschweißenden Teile bestimmten Motor erzeugbar ist.6. Friction welding device according to claim!, Characterized in that the first signal from the one for rotating the one of the parts to be welded specific motor can be generated. 7. Friktionsschweißgerät nach Anspruch β, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal das Spitzendrehmoment des Motors ist, das unmittelbar nach dem Kontakt während der kurz vor Beginn des Abbrennprozesses selbst eintretenden Anfangsabriebphase auftritt« 7. Friction welding device according to claim β, characterized in that the first signal is the peak torque of the motor which occurs immediately after contact during the initial abrasion phase which occurs shortly before the start of the burn-off process itself « 8. Friktionsschweißgerät nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das zweite Signal ansprechenden Mittel zum Abschalten der Stromzufuhr zum Motor,8. Friction welding device according to one of the previous claims, characterized in that the means responsive to the second signal for switching off the power supply to the motor, 109818/0390109818/0390 16528331652833 zum Betätigen von Bremsen für das Beenden der Drehung zwi- ' sehen den zu verschweißenden Teilen und zum Aufbringen von Schmiededruck geeignet sind.to apply brakes to stop the rotation between ' see the parts to be welded and to apply Forging pressure are suitable. 9. Friktionsschweißgerät nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung eine gleitbare Stange (12) aufweist, die bei Auftreten des ersten9. Friction welding device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device has a having slidable rod (12) which, when the first occurs Signals zur Bewegung mit dem Schweißkopf verbindbar ist, und ' einen Anschlag (13) für das eine Ende der Stange, der zum Bestimmen der Länge der Bewegung der Stange (12) mit dem Kopf vor Erzeugen des zweiten Signals einstellbar ist.Signal for movement can be connected to the welding head, and ' a stop (13) for one end of the rod, which is used to determine the length of movement of the rod (12) with the head can be set before generating the second signal. 10. Friktionsschweißgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal nach der vorbestimmten Bewegung der Stange (12) in vom Anschlag (13) entgegengesetzter Richtung durch einen Begrenzungsschalter (15) erzeugbar ist,10. Friction welding device according to claim 9, characterized in that that the second signal after the predetermined movement of the rod (12) in the opposite of the stop (13) Direction can be generated by a limit switch (15), 11. Friktionsschweißgerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (12) mit dem beweglichen Kopf des Geräts durch eine vom ersten Signal betätigbare Klemme (17) verbindbar ist.11. Friction welding device according to claim 9 or 10, characterized characterized in that the rod (12) with the movable head of the device is controlled by a clamp actuable by the first signal (17) is connectable. 109818/Π 390109818 / Π 390 ι '*·»■■ι '* · »■■ Leersei teBlank page